电机驱动

  使用直接驱动电机解决低速旋转伺服应用,可以避免隐藏的初始成本,同时在设备的整个生命周期内节省资金。

  了解工业直接驱动伺服电机技术,有助于在各种应用中更好地应用伺服电机。什么是直接驱动电机?何时使用直接驱动电机,可以提供比基于传动的替代方案更好的性能指标?

  图1展示了安装在钢板上的典型直接驱动电机,配置了手动旋转法兰。直接驱动电机具有圆柱形的“甜甜圈”外形,旋转法兰中间为一个孔。标准伺服电机通常没有电机轴。直接驱动电机的旋转部分仍称为转子,沿法兰有安装孔。负载直接连接到电机法兰上。这就是“直接驱动电机”名称的来源。

  不动的部分被称为定子。这是连接电缆的地方。定子也有安装孔,用螺栓固定在机架上。直接驱动电机也可以称为扭矩电机或轮毂电机。

  直接驱动电机的扭矩,比标准伺服电机要高得多,但转速要低得多。它们以转速换取扭矩,典型情况下,最高转速只有几百RPM,而在极高扭矩时只有几十RPM。

  直驱电机的规格和选型

  直接驱动电机的转速-扭矩曲线与伺服电机很像,减速比在 10:1 左右,有时可高达 100:1。图2显示了适合齿轮伺服电机或直接驱动电机应用的转速-扭矩曲线以及RMS和峰值运行点。在本例中,两个系统均可提供高达约28 Nm的扭矩,在峰值扭矩达到50 Nm时,其最高转速刚好超过100 RPM。

  显示了适合齿轮伺服电机或直接驱动电机应用转速 – 扭矩曲线以及转速和峰值运行点。

  直驱电机体积显然要大得多,安装的法兰也较宽。两种电机都适用于这个应用。但即使是最好的变速器,也会增加一定程度的柔性和间隙。因此,直驱电机在执行任务时具有更高的精度、更好的可重复性和更短的稳定时间。

  适合直驱电机的应用

  对于各种旋转应用,应该优先使用直接驱动电机而不是齿轮电机。直驱电机应用的转速相对较低,并且在该装置的设计中,使用法兰安装而不是轴安装。最常见的应用是旋转表或旋转分度器。一个很好的例子是在卷绕应用中驱动线轴,或驱动卷筒以进行打印或切割。机器人机械结构的关节,也可以受益于直接驱动电机的性能和紧凑尺寸。用于拾取和放置的夹具的旋转定位,或天线、望远镜、旋转部件制造和激光的定位,在这些应用中,直驱电机都可以提供卓越的性能。

  直接驱动伺服系统一般不用于直线传动。线性直接驱动类似于线性电机,它直接驱动负载,以避免在诸如皮带、螺杆或齿条和小齿轮等机械结构中存在的间隙和柔性。